“做科研，要关注实际应用，积极推动科研成果转化为产品。”

在科技与医疗深度交融的前沿领域，北京理工大学杨健教授凭借其卓越的科研能力，在光学工程和人工智能领域取得了显著成就。他致力于提升手术精准性与安全性，积极推动科研成果向实际应用的转化，为医疗行业带来了深远的影响。本文将带您走进杨健教授的科研旅程，探讨他在手术导航机器人领域的探索历程，并呈现他在教育与创新方面的深刻思考和独到见解。

01
学术启航：光学工程的初心与选择

在王涌天教授的悉心指导下，杨健迎来了参与医学影像分析研究的关键机遇。当时，王涌天教授承担国家973子课题，杨健主动请缨加入该研究方向。在这一契机的推动下，他深入探索医学影像与手术导航领域，并逐步在该领域取得了重要进展。

2007年，杨健博士毕业后赴加拿大多伦多儿童医院，师从加拿大皇家科学院院士R. Mark Henkelman教授，继续深入开展医学影像分析研究。2009年归国后，他重新加入王涌天教授的团队。在面临是否转向更为热门的增强现实与虚拟现实领域的抉择时，王涌天教授的建议帮助他坚定了自己的研究方向。正是这种坚守，使杨健在医学影像手术导航领域取得了一系列重要研究成果。

杨健的科研历程是一条充满探索与坚守的道路。他的学术选择不仅深受导师的影响，更源于对科学探索的热爱与执着。正如他所言：“我始终围绕医学影像手术导航这一研究方向，不断深入探索，坚持至今。”多年来，他以不懈的努力和卓越的坚持，在光学工程领域书写了浓墨重彩的一笔。

02
创新突破：手术导航机器人的科研之旅

在手术导航机器人研究领域，杨健团队迎难而上，攻坚克难。他回忆道：“手术导航机器人的研发涉及光学、机械、电子、计算机等多个学科，需要高度协同的跨学科合作。”在这一过程中，团队克服了诸多技术难题，最终成功研发出拥有自主知识产权的手术导航机器人系统。

穿刺机器人

杨健还指出，他们的研究成果不仅在国内获得高度认可，也在国际舞台上备受瞩目。目前，该手术导航机器人系统已在数十家医院投入应用，取得了优异的临床反馈。这一系列成就，既是团队不懈努力的见证，也是杨健科研生涯中的重要里程碑。

03
探索前沿：增强现实技术在医疗领域的应用

他进一步指出，国外已相继批准了多款与增强现实手术导航相关的医疗器械注册证，而国内在这一领域虽已取得一定进展，但仍面临诸多挑战。杨健特别强调，要真正实现增强现实技术的临床应用，需克服诸多技术难点，比如：虚实融合深度辨识度、交叉辨别度、叠加区分度等方面的能力还需进一步提升；此外，虚实目标融合的真实感不足、融合精度低也是目前临床应用的重大难点性问题。目前，国内所谓的增强现实或混合现实系统，多用于教学、培训和学术交流，而在实际临床场景中的广泛应用尚属空白。

杨健对这一技术的未来充满信心。他认为，增强现实技术将显著拓展医生的术野，极大提升手术的精准性和安全性。目前，杨健团队已在虚实融合精准度、真实感提升等方面取得了诸多研究成果。他展望，随着技术的不断成熟与应用的深入，增强现实技术将在医疗领域发挥变革性作用，为现代医学精准诊疗带来全新可能。

04
攻克瓶颈：手术导航机器人核心部件的自主创新研制

手术导航核心部件是长期依赖进口的“卡脖子”难题，严重制约了国产手术导航机器人的发展。为攻克这一难题，杨健教授团队聚焦核心技术，自主研发高精度光学定位设备和高精度磁定位设备，成功打破国外技术垄断，填补了相关领域的国内空白。

在高精度光学定位设备的研发过程中，团队攻克了双目相机光学设计及精准标定等技术难点，显著提升了数据采集的刷新率，确保了跟踪目标的精确提取和立体视觉参数的高精度计算。此外，通过创新设计，团队解决了定位系统的温度控制、散热优化及抗高温结构设计等关键问题，有效消除了温差漂移、定位不稳定的行业瓶颈问题。此外，团队还实现了核心板卡的全自主研发，在核心板卡上可完成全部定位功能的高速实时计算。该设备已成功入选北京市新技术新产品服务目录，成为行业标杆。

瑞瞳PRO

与此同时，团队自主研发了多源视觉重建与定位系统，具备全自动瞬时配准、全光场图像引导、全视域虚实融合及全场景视觉传感等核心能力。在高精度磁定位设备的研发中，团队从理论模型到软硬件架构全面实现自主设计，可在受遮挡场景下进行高精度、大范围、多目标实时定位。

这些关键技术的自主突破，不仅显著提升了国内手术导航机器人技术的整体水平，还为相关领域的技术创新提供了坚实支撑。杨健教授团队的工作，不仅展现了科研攻关的实力，更为中国医疗器械领域的技术自立自强树立了典范。

他进一步说道：“2019年，我作为首席科学家获得了第二个国家‘十三五’重点研发计划项目，专注于开发头颈部手术导航机器人系统，涵盖力觉感知与精确控制技术。该项目旨在构建一个基于混合现实引导的头颈部肿瘤精准治疗系统，推动手术精准度和治疗效果的提升。”

颅底导航

凭借在手术导航领域的卓越创新，杨健教授获批国家杰出青年科学基金项目资助，并作为项目负责人获批国家自然科学基金重点项目，聚焦于骨科手术机器人的结构与生物属性精确表征、形态与形变全面感知等方面的关键技术突破。在谈及研究进展时，杨健教授表示：“我们致力于探索软硬组织结构重建与功能量化分析方法，形成适用于骨创伤、脊柱、关节等多种骨科微创手术的信息融合精准导航理论体系，推动骨科手术向精准、量化、安全方向发展，加速手术导航技术在骨科微创治疗中的普及和应用。”

在协调跨学科合作方面，杨健面临的挑战在于如何整合医学、工程、人工智能等多个领域的专家，实现协同创新。他成功组建了跨领域专家团队，通过建立高效的沟通机制和协作流程，合作共赢，协同推动项目的顺利进展。这些项目的成功，不仅展示了杨健在项目管理方面的卓越能力，也体现了他在推动科学前沿方面的深远眼光。通过这些项目，杨健和他的团队期望提高基层医生的诊疗水平，实现医疗服务的同质化，并为疑难病症的治疗提供精准、规范的标准化方案。

06
转化之路：科研成果的产业化挑战

谈到科研成功的转化历程，杨健强调了将科研成果转化为实际应用的挑战。他表示：“通过从北京理工大学孵化学科型企业，将科研成果真正落地生根，服务临床和民生。在转化应用过程中，学校给予了团队全方位的支持。”

谈及成果转化过程中的最大挑战，杨健指出：“从科研人员的角度来看，我们在基础科研领域取得了显著成绩，但将科研成果转化为实际产品则面临诸多困难。研发的产品需经历一系列权威机构的检测认证，确保设备的稳定性、安全性和有效性。此外，产品还需具备较强的技术成熟度和先进性，才能获得市场的全面认可。”

面对这些挑战，杨健团队通过不断学习和实践，逐步攻克了从科研成果到产品转化的难题。他们不仅确保了产品的稳定性和可靠性，还通过多轮检测和认证，确保满足医疗设备严格的行业标准。在此过程中，团队成功将学术科研成果与工程化流程相结合，打通了科研成果向实际产品转化的渠道。

杨健总结道：“如何将学术科研成果与工程化逻辑流程有效结合，是我近年来持续学习和探索的课题，也是科研成果转化为产品时所面临的巨大挑战。”杨健团队的实践不仅推动了科研成果的产业化，也为其他科研团队提供了宝贵的经验和启示。

在谈到如何培养学生的创新能力和创业精神时，杨健分享了他在教育方面的经验与见解。他表示：“我们的学生在创新创业大赛中屡获佳绩，连续两届获得‘互联网+’创新大赛全国总决赛金奖，以及两项‘挑战杯’全国总决赛金奖。这些成就源于我们在培养学生的过程中，注重引导学生将科研活动与具体临床应用相结合。”

他进一步解释道：“我们要求学生不仅具备扎实的理论创新能力，还必须具备坚实的工程实践能力。学生加入实验室后，我们不仅注重培养他们的基础科研能力，还强调工程实践的落地应用，二者结合才能取得显著的科研成果，培养出既具创新能力又具工程能力的卓越人才。”

通过这种教育模式，杨健成功激发了学生的创新能力和自豪感。他的学生在理论和实践方面均取得了显著成绩。这种理论与实践相结合的教育方法，为学生未来在科研或创业道路上的发展奠定了坚实的基础，也为培养新一代创新者和创业者提供了宝贵的参考。

08
未来洞见：光学工程与人工智能的融合之路

他进一步举例道：“在生物医疗领域，许多国际知名高校已将光学与生物医学，甚至与医学结合，推动学科的深度融合。因此，光学工程在光学成像与医用光学方面的研究，已经成为北京理工大学未来学科发展的关键方向之一。”

然而，他也指出人工智能在应用过程中面临诸多挑战：“当前，人工智能领域正在面临重要的技术难题，尤其是在大模型的应用上。在医疗领域的垂直应用中，数据问题尤为突出。医院等机构的数据流通仍存在障碍，这是专业化大模型面临的重要挑战。此外，如何利用有限的数据训练出高精度的模型，以及如何提高模型的可解释性和泛化性，都是医疗人工智能技术进一步发展的关键问题。”

杨健教授的科研历程，既是一段充满探索与挑战的征程，也是一部彰显创新与坚持精神的生动启示录。通过他的经历，我们深刻认识到，无论是在严谨的学术研究领域，还是在充满挑战的产业转化道路上，坚定不移地秉持创新理念始终是通向成功彼岸的核心钥匙。
全球健康产业创新中心（GHIC）与杨健教授的缘分，始于“首都医学创新学者项目——探索计划一期”。这一计划由北京市卫生健康委员会、北京清华工业开发研究院联合主办，在北京市科委、中关村管委会的支持下‌专为促进首都卫生健康领域科技创新而打造。作为集人才培养与项目孵化为一体的培育计划，其目标包括加快医疗卫生领域创新人才培育、推动医工结合成果转化，以及打造能从临床需求出发的产业化骨干队伍‌。

在“探索计划一期”的学习进程中，杨健教授通过该计划搭建的跨学科交流平台，与临床医生展开了深度探讨。此类互动不仅帮助他更精准地理解临床实际痛点，还为其在光学工程、人工智能领域的研究拓展了应用场景，进一步推动杨健教授将技术优势与医疗场景需求相结合，为复杂临床难题提供创新解决方案。这一过程既验证了其科研成果的转化潜力，也为后续技术迭代注入了新思路‌。
随着科技的不断进步，我们对未来充满信心，期待杨健教授及其团队继续在光学工程和人工智能的前沿领域开拓创新，不断挖掘和释放更多的潜力与可能性，为医疗健康事业贡献更为磅礴的力量。